python面向对象之类的继承详解-猿码集

1. 类的继承概述

类的继承是面向对象编程中的重要特性之一，该特性允许一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）中除构造方法以外的所有属性和方法，这些被继承的属性和方法被称为子类的成员。

类的继承通常是基于现有类的特定行为和用法来定义新类，这种方法避免了编写和组织重复代码的需要，从而提高代码的重用性和可维护性。

2. 单继承

2.1 基本语法

在Python中，使用如下语法定义一个类的继承关系：


class ChildClass(ParentClass):
    pass

其中，ChildClass表示子类名，ParentClass表示父类名。在定义子类时，需要将父类名放在子类名后面的圆括号中，圆括号中的内容表示从父类继承的属性和方法。

2.2 实现继承

Python中的单继承是指一个子类只有一个父类，通过继承父类，子类可以直接使用父类的所有公共变量和函数。

例如，我们定义了一个名为Person的父类，在其基础上定义了一个名为Student的子类，子类通过继承父类，可以直接使用父类中的变量和方法：


class Person:
    name = ""
    age = 0
    
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age
    
    def say_hello(self):
        print("Hello, my name is", self.name, "and I am", self.age, "years old.")
class Student(Person):
    student_id = ""
    def __init__(self, name, age, student_id):
        super().__init__(name, age)
        self.student_id = student_id
    def study(self):
        print(self.name, "is studying.")

在上述代码中，Student类继承了Person类，在子类中可以直接使用父类中定义的变量和函数，例如，在Student类的构造函数中，通过调用父类的构造函数初始化了父类中定义的变量name和age。

2.3 调用父类方法

子类也可以调用继承自父类的方法，例如：


class Student(Person):
    student_id = ""
    def __init__(self, name, age, student_id):
        super().__init__(name, age)
        self.student_id = student_id
    def study(self):
        print(self.name, "is studying.")
    
    def say_hello(self):
        super().say_hello()
        print("My student ID is", self.student_id)
stu = Student("Tom", 18, "20210001")
stu.say_hello()

在上述代码中，子类Student重写了父类Person的say_hello()方法，在该方法中通过调用super().say_hello()语句调用父类中的say_hello()方法，同时添加了自己的输出内容，从而实现了对继承的方法的扩展。

3. 多继承

3.1 基本语法

除了单继承之外，Python还支持多继承，即一个子类可以同时继承多个父类，继承关系如下：


class ChildClass(ParentClass1, ParentClass2, ..., ParentClassN):
    pass

其中，ChildClass表示子类名，ParentClass1、ParentClass2、...、ParentClassN为父类名，中间用逗号隔开。

3.2 方法解析顺序

当子类继承了多个父类时，子类在调用被多个父类定义的同名方法时，会按照一定的顺序进行解析，该顺序称为方法解析顺序（Method Resolution Order，简称MRO），MRO的计算方式是通过广度优先算法实现的，并且按照从左到右的顺序查找。

例如：


class ParentClass1:
    def hello(self):
        print("Hello from ParentClass1")
class ParentClass2:
    def hello(self):
        print("Hello from ParentClass2")
class ChildClass(ParentClass1, ParentClass2):
    pass
child = ChildClass()
child.hello()

在上述代码中，子类ChildClass同时继承了ParentClass1和ParentClass2两个父类，且这两个父类都定义了hello()方法，此时调用child.hello()方法会按照从左到右的顺序查找，即先在ParentClass1中查找，找到hello()方法后便不再查找，因此会输出"Hello from ParentClass1"

此外，在子类中重写父类的同名方法，Python会优先调用子类中的方法，从而实现对父类方法的覆盖和扩展。

3.3 经典类和新式类

在Python 2.x版本中，存在两种类型的类分别是经典类和新式类。

经典类：继承自object类的类称为新式类，如果不继承自object类则称为经典类。如下：


    class ParentClass: # 经典类
        pass
    class ChildClass(ParentClass): # 经典类
        pass
    class NewParentClass(object): # 新式类
        pass
    class NewChildClass(NewParentClass): # 新式类
        pass

新式类：在Python3.x及之后的版本中，所有类都是新式类，在继承时不再有经典类的问题。

4. super函数

4.1 基本语法

super函数是Python中一种特殊的函数，用于调用父类中的方法。super函数的语法如下：


super([type[, object-or-type]])

其中，type表示当前类的类型（在Python 3中可以省略），object-or-type表示当前类的对象或类型。

4.2 使用super函数

在Python中，通过调用super函数可以调用父类中的方法，其特点在于无需指定父类的具体名称，而是根据当前类的类型和继承顺序自动确定所调用的父类方法。例如：


class A:
    def hello(self):
        print("Hello from A")
class B(A):
    def hello(self):
        super().hello()
        print("Hello from B")
class C(A):
    def hello(self):
        super().hello()
        print("Hello from C")
class D(B, C):
    def hello(self):
        super().hello()
        print("Hello from D")
d = D()
d.hello()

在上述代码中，定义了四个类A、B、C和D，其中B、C类分别继承于父类A，最终子类D同时继承B、C类，并且重写了hello()方法，在子类D中的hello()方法中，通过super().hello()调用了B和C类的hello()方法，在每个类中，通过调用super().hello()方法，逐级向上调用了父类A的hello()方法，因此输出结果为：

Hello from A

Hello from C

Hello from B

Hello from D

5. 总结

类的继承是面向对象编程中重要的一个概念，能够将多个类中的重复代码提取出来，提高代码的重用性和可维护性。Python中的继承可以使用单继承和多继承实现，通过调用super函数可以方便地调用父类中的方法，并且在多继承时可以灵活地控制方法的调用顺序，从而实现对继承类的扩展和重写，提高程序的可扩展性。

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